CN221726289U - 一种偏心无杂光镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种偏心无杂光镜头，包括物方镜头、分光镜、像方镜头、图像传感器、光束整形器、光源，光源、光束整形器、分光镜沿光路传播的方向依次设置，物方镜头、分光镜、像方镜头同轴设置，图像传感器与待测物体共轭，待测物体和图像传感器的共轭轴与物方镜头的轴偏移设定角度。本实用新型通过物方镜头的轴与待测物体和图像传感器的共轭轴存在设定的偏移角度，杂光在反射时发生偏转，降低了杂光直接到达图像传感器的可能性，减小了图像的杂光水平，从而提高了测量精度和成像准确性。通过光源、光束整形器和分光镜沿光路传播的方向依次设置，能够最小化或消除由镜头表面反射、散射或其他光学元件引入的杂光。
Description
技术领域
本实用新型属于镜头制造技术领域，特别涉及一种偏心无杂光镜头。
背景技术
带有同轴反射光照明的镜头是一种光学设备，具有一种特殊的光照明结构，通过同轴反射方式使镜头实现更均匀、有效的照明。该镜头采用同轴反射光照明设计，通过将光源嵌入到镜头的光学轴线上，使入射光线沿着光轴方向反射。这种同轴反射光照明方式确保了光线的均匀分布，减少了镜头表面产生的反射、散射和杂光。
用户在使用带有同轴反射光照明的镜头时，只需按照正常使用设备的流程操作，无需额外的照明调整步骤。通过该镜头，用户能够获得更为均匀、清晰的成像效果。同轴反射光照明消除了光源产生的不均匀照明问题，确保整个镜头表面接收到均匀的光线。通过反射光照明方式，降低了镜头表面反射、散射和产生的杂光，提高了成像质量。带有同轴反射光照明的镜头适用于各种需要高质量成像的场景，如摄影、显微镜、医学成像等领域。部分现有带有同轴反射光照明的镜头设计可能较为复杂，需要高度专业的制造技术和设备，增加了生产难度。一些现有镜头的制造成本较高，限制了其在大众消费市场的推广。
如图3、图4所示，现有的带有同轴反射光照明的镜头都是由光源7＇发出光线，穿过光束整形器6＇后，通过分光镜3＇向待测物体镜头2＇反射，穿过待测物体镜头2＇后照在待测物体1＇上，待测物体1＇被照明。由待测物体1＇反射的光依次穿过待测物体镜头2＇、分光镜3＇、像方镜头4＇，在图像传感器5＇上成像，获取的图像输入电脑进行处理，对图像进行分析，获取待测物体1＇的信息。但是，当光源7＇发出的光穿过光束整形器6＇经分光镜3＇反射时，大量光线穿过待测物体镜头2＇照射在待测物体1＇表面，却还有少量的光线在碰撞到待测物体镜头2＇的表面时产生了一定比例的镜面反射，反射的光依次穿过分光镜3＇、像方镜头4＇，投射至图像传感器5＇。这部分反射光不包含待测物体1＇的任何信息，但是由于待测物体镜头2＇是镜面反射，虽然只反射一定比例，镜面的反射光却造成了大量的杂光，杂光投射至图像传感器5＇上待测物体1＇的共轭像上，给测量与识别造成了大量的误差。
发明内容
针对上述技术问题提，本实用新型提供了一种偏心无杂光镜头，具有能够消除大部分杂光，提高测量精度与获取的待测物体的信息更加准的的优点。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种偏心无杂光镜头，包括物方镜头、分光镜、像方镜头、图像传感器、光束整形器、光源，光源、光束整形器、分光镜沿光路传播的方向依次设置，物方镜头、分光镜、像方镜头同轴设置，图像传感器与待测物体共轭，待测物体和图像传感器的共轭轴与物方镜头的轴偏移设定角度。进一步设置，物方镜头的轴为与分光镜、像方镜头同轴的轴。
通过采用上述技术方案，由于光源、光束整形器和分光镜沿光路传播的方向依次设置，这种结构有助于最小化或消除由镜头表面反射、散射或其他光学元件引入的杂光。通过同轴设置物方镜头、分光镜和像方镜头，可以优化光学系统的整体性能，提高成像质量。通过同轴反射光照明的设计，光源、光束整形器和分光镜的配置可能有助于实现更均匀的照明，能够在成像过程中获得均匀亮度分布的图像，进而提高最后成像的质量。物方镜头的轴与待测物体和图像传感器的共轭轴存在设定的偏移角度，能够使杂光在反射时发生偏转，无论是被直接偏折到整个光学系统之后，还是被偏折后继续穿过分光镜，再穿过像方镜头投射，都不会到达图像传感器，图像传感器只接收到由待测物体反射的光线信息，图像的杂光被大大降低，让测量精度与获取的待测物体的信息更加准确。图像传感器与待测物体共轭，能够在图像传感器上获得清晰、准确的成像。
进一步设置，所述分光镜的分光平面与物方镜头的轴呈设定角度。
通过采用上述技术方案，分光镜的分光平面与物方镜头轴呈设定角度，能够使杂光在反射时发生偏转。降低了杂光直接到达图像传感器的可能性，减少了图像的杂光，提高了测量精度。
进一步设置，所述的分光镜为分光镜或光棱镜。
通过采用上述技术方案，分光镜可以是分光镜或光棱镜，提高了整个装置的选择性。分光镜能够将入射光分成两个或多个方向，使不同波长的光以不同的路径传播，通常用于光谱分析和颜色分离等应用；光棱镜能够折射和分散光线，根据不同波长的光线呈现出不同的折射角度，从而实现分散效果。光棱镜还可以用于将光束偏折或分离成不同的波长。不同类型的分光镜可适用于不同的应用需求，从而增加了设备的适用性。
进一步设置，所述的物方镜头为一片镜片或多片镜片的组合。
通过采用上述技术方案，物方镜头为一片镜片或多片镜片的组合，能够提供更优越的光学性能，能够确保光线在物方传播过程中的最佳质量。
进一步设置，所述的像方镜头为一片镜片或多片镜片的组合。
通过采用上述技术方案，像方镜头为一片镜片或多片镜片的组合，能够进一步提升成像质量，能够获得清晰、高分辨率的图像。
进一步设置，所述的图像传感器为COMS传感器。
通过采用上述技术方案，采用CMOS传感器，有助于获得高性能的成像。CMOS传感器具有快速响应、低噪声等特点，提高了图像传感器的整体性能。能够进一步消减杂光，提高测量精度。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型通过物方镜头的轴与待测物体和图像传感器的共轭轴存在设定的偏移角度，杂光在反射时发生偏转，降低了杂光直接到达图像传感器的可能性，减小了图像的杂光水平，从而提高了测量精度和成像准确性。
2、本实用新型通过光源、光束整形器和分光镜沿光路传播的方向依次设置，能够最小化或消除由镜头表面反射、散射或其他光学元件引入的杂光，优化了光学系统的整体性能，提高了成像质量。
3、本实用新型通过同轴反射光照明的设计，光源、光束整形器和分光镜的配置有助于实现更均匀的照明，能够在成像过程中获得均匀亮度分布的图像，提高了最终成像的质量。
附图说明
图1是优选实施例一种偏心无杂光镜头的结构示意图；
图2是优选实施例一种偏心无杂光镜头的光效折射路线图；
图3是带有同轴反射光照明的镜头的结构示意图；
图4是带有同轴反射光照明的镜头的光效折射路线图。
附图标记，1、待测物体；2、物方镜头；3、分光镜；4、像方镜头；5、图像传感器；6、光束整形器；7、光源；
1＇、待测物体；2＇、物方镜头；3＇分光镜；4＇像方镜头；5＇图像传感器；6＇光束整形器；7＇光源。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型优选实施例作详细说明。
如图1所示，优选实施例一种偏心无杂光镜头，包括物方镜头2、分光镜3、像方镜头4、图像传感器5、光束整形器6、光源7，光源7、光束整形器6、分光镜3沿光路传播的方向依次设置，物方镜头2、分光镜3、像方镜头4同轴设置，优化了优选实施例的整体性能，提高了成像质量，图像传感器5与待测物体1共轭，待测物体1和图像传感器5的共轭轴与物方镜头2的轴偏移设定角度，能够优化共轭关系，提高系统的对焦性能和成像质量。分光镜3的分光平面与物方镜头2的轴呈设定角度。
分光镜3为分光镜或光棱镜。分光镜3的角度设置有助于使杂光在反射时发生偏转，降低了杂光直接到达图像传感器的可能性，减小了图像的杂光水平，提高了测量精度。物方镜头2为一片镜片或多片镜片的组合。像方镜头4为一片镜片或多片镜片的组合。图像传感器5为COMS传感器。光束整形器6为透镜光束整形器、棱镜光束整形器、光阑、光栅、二次光学元件、偏振光束整形器中的一种。光束整形器6对光束进行形状调整或偏振，以满足特定的成像要求。
如图2所示，光源7发出光线，作为优选实施例的光源。光线穿过光束整形器6投射到分光镜3，光线经分光镜3反射，穿过物方镜头2照射在待测物体1表面，待测物体1被照明。光线照射在待测物体1表面，反射光依次穿过物方镜头2、分光镜3、像方镜头4，在图像传感器5成像，图像传感器5获取的图像进入电脑进行处理，对图像进行分析，获取关于待测物体1的信息。
当光源7发出的光线穿过光束整形器6，在分光镜3反射时，大量的光线穿过物方镜头2照明待测物体1。此时，有少量的光线在碰撞到物方镜头2的表面时产生了一定比例的镜面反射，由于光线照明没有照明在物方镜头2的中心，反射的杂光向上传播的时候发生了偏转，无论是被直接偏折到光学系统之后，还是被偏折后继续穿过分光镜3，再穿过像方镜头4，都不会到达图像传感器5上。这样到达图像传感器5的光就只包含了由待测物体1反射得到的光线信息，图像的杂光被大大降低，让测量精度与获取待测物体1的信息更加准确。
上述的实施方式仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种偏心无杂光镜头，包括物方镜头(2)、分光镜(3)、像方镜头(4)、图像传感器(5)、光束整形器(6)、光源(7)，其特征在于，光源(7)、光束整形器(6)、分光镜(3)沿光路传播的方向依次设置，物方镜头(2)、分光镜(3)、像方镜头(4)同轴设置，图像传感器(5)与待测物体共轭，待测物体和图像传感器(5)的共轭轴与物方镜头(2)的轴偏移设定角度。
2.根据权利要求1所述的偏心无杂光镜头，其特征在于，所述分光镜(3)的分光平面与物方镜头(2)的轴呈设定角度。
3.根据权利要求2所述的偏心无杂光镜头，其特征在于，所述的分光镜(3)为分光镜或光棱镜。
4.根据权利要求1-3任一项所述的偏心无杂光镜头，其特征在于，所述的物方镜头(2)为一片镜片或多片镜片的组合。
5.根据权利要求1-3任一项所述的偏心无杂光镜头，其特征在于，所述的像方镜头(4)为一片镜片或多片镜片的组合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的偏心无杂光镜头，其特征在于，所述的图像传感器(5)为COMS传感器。
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